Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования 11
1.1 Общие сведения
1.2 Обзор естественных и искусственных методов и средств и снижения коммутационных перенапряжений
1.3 Анализ существующих методов оценки и прогнозирования коммутационных перенапряжений 23
2. Экспериментальные исследования 33
2.1 Методики измерений и обработки статистических данных 34
2.2 Результаты обработки статистических данных при коммутации синхронных и асинхронных высоковольтных электродвигателей 42
2.3 Результаты обработки статистических данных при коммутации силовых трансформаторов 58
3. Моделирование коммутационных перенапряжений в системе: выключатель - кабельная линия электродвигатель 71
3.1 Общие сведения и методика исследований 71
3.2 Моделирование коммутационных перенапряжений при коммутации электродвигателя масляным выключателем 75
3.3 Моделирование коммутационных перенапряжений при коммутации электродвигателя вакуумным выключателем 84
4. Выбор эффективных средств защиты от коммутационных перенапряжений 102
4.1 Экспресс-методы оценки коммутационных перенапряжений 102
4.2 Выбор средств защиты от коммутационных перенапряжений 111
4.3 Рационализация мест установки устройств защиты от коммутационных перенапряжений 120
4.4 Эффективность ограничения коммутационных перенапряжений RC-цепочками 125
Заключение 130
Библиографический список 132
Приложение
- Обзор естественных и искусственных методов и средств и снижения коммутационных перенапряжений
- Результаты обработки статистических данных при коммутации синхронных и асинхронных высоковольтных электродвигателей
- Моделирование коммутационных перенапряжений при коммутации электродвигателя масляным выключателем
- Выбор средств защиты от коммутационных перенапряжений
Введение к работе
Актуальность работы. В процессе эксплуатации изоляция высоковольтного электрооборудования технологических установок горнометаллургических предприятий испытывает негативное воздействие многочисленных факторов, в результате чего происходит снижение ее диэлектрической прочности. Это, впоследствии, приводит к ее частым повреждениям, длительным простоям оборудования и значительному экономическому ущербу.
Одним из таких факторов являются внутренние перенапряжения, в частности, коммутационные перенапряжения, которые имеют значительные по величине амплитуды, высокую частоту собственных колебаний и значительную первоначальную скорость нарастания импульса.
Опыт эксплуатации показал, что основной объем аварийного выхода из строя электрооборудования связан с пробоями изоляции вследствие воздействия коммутационных перенапряжений (КП). Свыше 40% однофазных замыканий на землю в системах электроснабжения 6-10 кВ горно-металлургических предприятий возникает из-за КП [54].
Проблема защиты изоляции высоковольтного электрооборудования от коммутационных перенапряжений приобрела наибольшую актуальность после внедрения в промышленную эксплуатацию вакуумной коммутационной аппаратуры. Во-первых, величина перенапряжений при отключении нагрузки вакуумным выключателем (ВВ) может достигать значений, значительно превышающих диэлектрическую прочность изоляции электроустановки. Во-вторых, эти аппараты внедряются в электроустановки с частыми коммутациями. В-третьих, многократные повторные зажигания дуги в дугогасящей камере при неблагоприятных условиях могут привести к эскалации напряжения на вводах электроприемников.
Данная проблема наиболее актуальна для электроприемников с пониженным уровнем прочности изоляции: двигателей, длительно
находящихся в эксплуатации или вышедших из капитального ремонта, гибких кабелей, трансформаторов с сухой изоляцией.
В период 2000 - 2006 г. интенсивно разрабатывались эффективные средства ограничения КП, такие как, ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН) и RC-ограничители.
Это позволило в некоторой степени снять остроту проблемы коммутационных перенапряжений, так как снизилось число пробоев изоляции кабельных линий, однако интенсивность пробоев изоляции обмоток электродвигателей и трансформаторов остается весьма высокой.
Это, в первую очередь, связано с отсутствием эффективной методики, позволяющей без сложных методов математического или физического моделирования определить величину максимальных перенапряжений в системе «выключатель - кабель - электродвигатель (трансформатор)» и спрогнозировать изменение величины КП в случае замены одного типа выключателей на другой или изменения параметров нагрузки.
Решение данной задачи является актуальным, так как, позволит обоснованно выбирать необходимые средства защиты от коммутационных перенапряжений и устанавливать их в тех местах, где будет обеспечиваться максимальная эффективность ограничителей.
Цель работы: разработка экспресс-методов оценки и прогнозирования коммутационных перенапряжений в высоковольтной системе «выключатель - кабель - электродвигатель (трансформатор)» и обоснование выбора средств ограничения коммутационных перенапряжений и мест их установки для обеспечения надежной и эффективной работы электродвигателей и трансформаторов в системах электроснабжения напряжением 6 - 10 кВ промышленных предприятий.
Задачи исследования: 1. Проанализировать состояние современных исследований КП в
системах электроснабжения 6-10 кВ промышленных предприятий и
методов их оценки и прогнозирования.
Выполнить экспериментальные исследования перенапряжений, возникающих при коммутации электродвигателей и трансформаторов, и их статистическую обработку для выявления основных факторов, влияющих на величину и характер КП.
На основе современных методов программирования выполнить моделирование КП в системе «выключатель - кабель — электродвигатель (трансформатор)» для изучения влияния длины и сечения кабельной линии на величину и характер КП.
Разработать экспресс-методы оценки и прогнозирования КП в системах электроснабжения 6 - 10 кВ, позволяющие в короткий срок оценить кратность КП и обоснованно выбрать необходимые средства защиты. Объект исследования: системы «высоковольтный выключатель -
кабель — электродвигатель (трансформатор)», эксплуатируемые в системах электроснабжения 6-10 кВ промышленных предприятий.
Предмет исследования: коммутационные перенапряжения, возникающие в системе: высоковольтный выключатель - кабельная линия — электроприемник напряжением 6-10 кВ.
Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе
использованы методы теории электрических аппаратов, электрических цепей
и электрических измерений, теории систем электроснабжения
промышленных предприятий, численные методы решения уравнений, методы моделирования переходных процессов в электрических системах, методы математической статистики. Научная новизна работы: 1. Выявлено, что на величину КП основное влияние оказывает совокупность следующих факторов: вид коммутации, тип и мощность электроприемника, длина и сечение кабельной линии, тип коммутационного аппарата и частота коммутационного импульса (КИ), что является основой для разработки экспресс-методов оценки и прогнозирования КП при коммутации электроприемников;
Получены экспериментальные зависимости максимальных кратностей КП от типа и мощности электродвигателей и трансформаторов для масляных и вакуумных выключателей, что позволяет оценить кратность КП на вводах электроприемников при использовании указанных типов выключателей;
Установлена зависимость величины и характера КП от длины и сечения кабельной линии для различных частот коммутационных импульсов, что позволяет обосновать рациональные места установки средств ограничения КП;
Предложено учитывать влияние распределенной емкости кабельной линии по отношению к земле на величину КП с помощью понижающего коэффициента кратности КП на основе полученных зависимостей величины данного коэффициента от длины и сечения кабеля, связывающего выключатель с электроприемником. Практическая значимость работы заключается в следующем:
Разработаны экспресс-методы оценки и прогнозирования КП, позволяющие оценить величину КП в любом месте высоковольтной системы: «выключатель - кабель - электродвигатель или трансформатор», что позволяет определять точки с наибольшей кратностью КП и обоснованно выбирать необходимые средства защиты;
Определено, что наиболее эффективным средством защиты электродвигателей от КП является RC-гаситель, так как обеспечивает кратности КП не выше 1,8 и снижает частоту коммутационного импульса, что в свою очередь, позволяет кабельной линии частично снижать величину КП на зажимах электродвигателя;
Установлено, что по технико-экономическим показателям, для защиты трансформаторов, достаточно использовать нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН), предусмотрев при этом меры по устойчивой работе ОПН в режиме однофазного замыкания на землю;
4. На основе экспресс-методов оценки КП определены рациональные места установки средств защиты от КП для электродвигателей и трансформаторов: при длине КЛ не более 50 м - ячейка выключателя, а при длине К Л более 50 м - ввод электроприемника. Реализация полученных результатов: разработанные экспресс-методы оценки и прогнозирования коммутационных перенапряжений использовались при выборе средств защиты от КП электродвигателей и трансформаторов на следующих промышленных предприятиях: ОАО «Русал-Ачинск», ОАО «АНПЗ ВНК», ОАО «САЗ», ОАО «БрАЗ», ОАО «КрАЗ», ФГУП «ГХК», ООО «Красноярский цемент». За период эксплуатации с 2006 по 2010 г. не было зафиксировано ни одного случая выхода из строя электродвигателя или трансформатора по причине воздействия КП.
Обоснованность и достоверность научных положений подтверждаются совпадением расчетных значений КП на основе экспресс-методов и экспериментальных данных, полученных при измерениях в системах электроснабжения 6-10 кВ таких предприятий, как ОАО «Русал-Ачинск»; ОАО «АНПЗ ВНК»; ОАО «САЗ»; ОАО «БрАЗ»; ОАО «КрАЗ»; ФГУП «ГХК»; ООО «Красноярский цемент». Автор защищает:
Полученные зависимости максимальных кратностей КП от типа и мощности электродвигателей и трансформаторов для масляных и вакуумных выключателей, позволяют оценить кратность КП на вводах электроприемников;
Установленные зависимости понижающего коэффициента кратности КП от длины и сечения кабельной линии (КЛ) позволяют оценить влияние кабельной линии на величину перенапряжений при коммутации электродвигателей и трансформаторов;
Методы экспресс-оценки КП в системе: выключатель — кабельная линия - электроприемник напряжением 6-10 кВ, позволяют определить точки с максимальной кратностью КП в зависимости от параметров
кабелей и электроприемников, частоты КИ и обоснованно выбрать необходимые средства защиты, как на стадии проектирования, так и в процессе эксплуатации данной системы; 4. Рекомендации по обоснованному выбору мест установки средств ограничения КП, основанные на использовании результатов экспресс-методов оценки и прогнозирования КП в системе «выключатель — кабельная линия - электроприемник».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных, всероссийских, межрегиональных и региональных конференциях: I Международная научно-практическая конференция «ИНТЕХМЕТ-2008» (г.Санкт-Петербург, 2008 г.); Всероссийская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспективные материалы: получение и технологии обработки» (г. Красноярск, 2004 г.); Всероссийская научная конференция «Наука. Технологии. Инновации» (г. Новосибирск, 2005 г.); VIII Всероссийская научно-практическая конференция «Энергоэффективность систем жизнеобеспечения города» (г.Красноярск, 2007 г.); Всероссийская научно-техническая конференция «Инновационные технологии в обучении и производстве» (г. Камышин, 2005 г.); Региональная межвузовская научно-техническая конференция «Перспективные технологии» (г. Ачинск, 2006 г.).
Публикации. Результаты исследований опубликованы в 9 печатных работах, из которых: 1 статья из перечня ВАК, 2 статьи в периодических изданиях, 6 статей в сборниках трудов международных и российских конференций.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 разделов, заключения, библиографического списка из 80 наименований. Основной текст диссертационной работы изложен на 144 страницах, проиллюстрирован 43 рисунками и 37 таблицами.
Обзор естественных и искусственных методов и средств и снижения коммутационных перенапряжений
Нормы защиты стационарных электроустановок от перенапряжений определены ПУЭ и "Руководящими материалами по защите от внутренних и грозовых перенапряжений сетей 3 - 750 кВ". В частности, из-за специфических особенностей открытых горных работ, на передвижные электроустановки напряжением выше 1000 В указания и требования ПУЭ относительно защиты от перенапряжений не распространяются [69].
Первым опытным средством ограничения КП стали вентильные разрядники, но, имея импульсное пробивное напряжение выше 3,2UH и большие габариты, вентильные разрядники (РВМГ, РВМК, РВМКГ, РВРД) не смогли обеспечить надёжное ограничение КП.
Дальнейшие шаги по совершенствованию характеристик вентильных разрядников велись в сторону уменьшения числа разрядных промежутков, поиска новых материалов, однако существенного прогресса по снижению защитного уровня не наблюдалось [75].
В последние годы, как в России, так и за рубежом в электрические сети активно внедряют нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН). ОПН представляет собой нелинейный резистор на основе ZnO с высоким коэффициентом нелинейности, благодаря чему, при номинальном фазном напряжении, он пропускает ничтожный ток 1 мА. При увеличении напряжения сопротивление ОПН резко уменьшается, а ток, протекающий через него, растёт. По данным каталога продукции фирмы "Таврида электрик" уровень ограничения перенапряжений нелинейными ограничителями типа ОПН KP/TEL и ОПН PT/TEL составляет (2,4 -т- 3,0)UH. Однако в процессе работы ОПН, в зависимости от значения и характера, проходящих через него импульсов тока, ресурс ограничителя исчерпывается, и остающееся напряжение становится опасным для защищаемого оборудования [60]. Следовательно, появляется проблема диагностики состояния ОПН.
Применение ОПН на горно-металлургических предприятиях ограничено их низкой надёжностью в результате термической неустойчивости в условиях частых однофазных замыканий на землю и неудовлетворительного действия релейной защиты. Кроме того, включение ОПН между фазами сети и корпусом электроприемника, в районах с многолетнемёрзлыми грунтами может приводить к появлению опасных потенциалов на корпусах электрооборудования вследствие неэффективного действия защитных устройств [21, 22].
Считается, что частичное ограничение перенапряжений может быть достигнуто нормированием минимальной длины кабеля между высоковольтным выключателем и коммутируемой нагрузкой. Защитное действие кабельной вставки основано на уменьшении волнового сопротивления коммутируемого контура за счёт собственной ёмкости кабеля. Однако расчёты показывают, что применительно к экскаваторам этот способ неприемлем как с технической, так и экономической стороны [46, 54].
Распространённым способом защиты высоковольтных двигателей от перенапряжений является искусственное увеличение ёмкости обмотки относительно корпуса машины путём подсоединения конденсаторов ёмкостью 0,1 -=- 0,5 мкФ на фазу. Для асинхронных двигателей эта мера была бы целесообразна одновременно и в целях индивидуальной компенсации реактивной мощности. Тем не менее, значительное увеличение ёмкости нагрузки способно создать условия для появления чрезмерных виртуальных срезов тока в ВКА, дискредитирующих защитные свойства конденсаторов. Кроме того, подключение дополнительной ёмкости приводит к увеличению тока однофазного замыкания на землю [23, 46].
Ещё одним распространённым средством защиты двигателей и трансформаторов от КП, является подсоединение RC-цепочек между ВКА и нагрузкой. RC-цепочка состоит из конденсаторов 0,1 -е- 0,5 мкФ и резисторов 25 -ь 100 Ом, соединённых последовательно. Конденсаторы уменьшают волновое сопротивление цепи нагрузки, снижая тем самым перенапряжения, вызванные срезом тока, а резисторы способствуют затуханию высокочастотного тока, регулируют воздействие на другие фазы и вместе с конденсаторами уменьшают вероятность повторного зажигания дуги в ВКА [24, 23, 25].
Наиболее распространены три схемы включения RC-цепочек (см. рис. 1.2).
В статье авторов [22] рассмотрено влияние различных схем включения RC-цепочек на условия электробезопасности. Так наиболее экономичной и рациональной по условию электробезопасности является схема соединения RC-цепочек звездой с изолированной нейтралью.
Результаты обработки статистических данных при коммутации синхронных и асинхронных высоковольтных электродвигателей
Исследования коммутационных перенапряжений проводились для случаев включения и отключения синхронных двигателей мощностью от 320 кВт до 3200 кВт, и асинхронных двигателей мощностью от 200 кВт до 6000 кВт. В качестве примера рассмотрены синхронные и асинхронные двигатели мощностью 500, 1250, 2500 кВт. Длина кабельной линии изменялась от 30 до 150 м. В исследовании коммутационных перенапряжений использовались вакуумные и масляные выключатели.
В качестве вакуумных выключателей использовались выключатели, производимые Минусинским электроаппаратным заводом типа ВВТЭ и фирмой «Таврида - Электрик», а в качестве масляных выключателей использовались выключатели типа ВМП и ВМЭ.
В таблицах (2.1-2.2) представлены результаты статистической обработки, где указаны средние значения, дисперсия, среднеквадратичное отклонение, коэффициенты вариации и значение максимального коэффициента перенапряжения.
Для определения влияния типа коммутационного аппарата на коммутационные перенапряжения необходимо сравнить выборки тех опытов и проверить их на однородность, у которых тип двигателя, мощность двигателя и длина кабельной линии практически одинаковы, а выключатели разные.
Если данные объединяются, то тип коммутационного аппарата не влияет на величину коммутационного перенапряжения. Результаты проверки выборок на однородность для синхронных двигателей приведены в таблице 2.3, для асинхронных - в таблице 2.4.
Данные таблиц 2.3 и 2.4 указывают, что при коммутации однотипных синхронных и асинхронных двигателей разными коммутационными аппаратами (вакуумные выключатели или масляные выключатели) возникают коммутационные перенапряжения разные по величине и характеру, так как выборки данных не объединяются, то есть тип коммутационного аппарата влияет на величину коммутационного перенапряжения.
Уровни КП, создаваемые вакуумными выключателями гораздо выше, чем масляными.
Для выявления влияния мощности электродвигателя на величину КП необходимо проверить данные на однородность тех таблиц, у которых однотипные коммутационные аппараты, а длины кабельных линий имеют близкие значения. Результаты проверки выборок на однородность для синхронных двигателей приведены в таблице 2.5, для асинхронных - в таблице 2.6.
Данные таблиц 2.5 и 2.6 показывают, что мощность двигателя влияет на величину и характер коммутационных перенапряжений. С ростом мощности электродвигателя коммутационные перенапряжения снижаются.
Для определения влияния длины кабельной линии на коммутационные перенапряжения необходимо сравнить данные тех таблиц, у которых мощность электродвигателя, тип и сечение кабельной линии и тип коммутационного аппарата одинаковы, а длины кабельных линий - разные. Результаты проверки выборок сведены в таблицы 2.7 и 2.8.
Данные таблиц 2.7 и 2.8 указывают на тот факт, что, если в качестве коммутационного аппарата используется масляный выключатель, то длина кабельной линии оказывает существенное влияние на величину коммутационных перенапряжений. С увеличением длины кабельной линии, величина КП снижается. Кабельная линия оказывает влияние на КП для всех типов двигателей, которые эксплуатируются с масляными выключателями.
Моделирование коммутационных перенапряжений при коммутации электродвигателя масляным выключателем
При отключении электродвигателя, параметры сети до выключателя не оказывают влияния на переходный процесс и не учитываются при моделировании. Принята П-образная схема замещения кабеля с сосредоточенными параметрами. В соответствии с принятыми допущениями однофазная схема замещения модели "сеть - выключатель - кабель — электродвигатель" имеет вид, представленный на рисунке 3.1. Модель содержит: источник ЭДС; программируемый по времени срабатывания идеальный выключатель Q; П-образную схему замещения кабельной линии от выключателя до электродвигателя; схему замещения электродвигателя; двухканальный осциллограф с двумя активными делителями. В виду того, что максимальная развертка осциллографа составляет 5 кВ, дополнительно в схему введен активный делитель напряжения, поэтому измеренную величину необходимо умножать на коэффициент 3. Для выявления степени влияния кабельной линии на коммутационные перенапряжения, осциллограммы напряжений снимаются в двух точках: в начале кабельной линии, точка К1, и в конце кабельной линии на зажимах электродвигателя, точка К2. Исследования проводились на моделях с различными типами электродвигателей и параметрами кабельной линии. Емкость кабеля на напряжение 6 кВ при сечении жилы 50 + 240 мм составляет 0,4 - 0,58 мкФ на 1 км, индуктивность кабельной линии при частоте тока 50 Гц - 0,23 - - 0,26 мГн на 1 км. Активное сопротивление жилы выбиралось по справочным данным [66], в среднем активное сопротивления фазы кабеля варьировались в диапазоне 0,1 - - 0,3 Ом/км. Величина тока среза задавалась косвенным образом, путем изменения времени коммутации выключателя Q. Автором работы [54] проведены исследования зависимостей параметров схемы замещения фазы электродвигателя от частоты коммутационного импульса. При частоте коммутационного импульса до 25 кГц, не отмечено существенного изменения индуктивности и фазной емкости электродвигателя. Увеличением активной составляющей примерно в 1,5 раза можно пренебречь, так как целью данного исследования, является определение максимально возможных перенапряжений. На рисунке 3.2 приведены осциллограммы коммутационных перенапряжений при моделировании процесса отключения масляным выключателем синхронного электродвигателя типа СДЭ -14-29-6 мощностью 500 кВт при длине кабельной линии 10 м. Осциллограммы сняты в двух точках К1 и К2, но, как видно из рисунка, переходные процессы в обоих точках одинаковы. Очевидно, что кабельная вставка длинной менее 10 м не оказывает ограничивающего действия на величину перенапряжений, как в точке К1, так и в точке К2. Параметры электродвигателя: Р=500 кВт, Ьд=30 мГн, Сд=0,018 мкФ, Кд=\0 Ом. Окно осциллографа (см. рис. 3.2) представляет сведения о параметрах переходного процесса. Измерение напряжения в любом моменте времени осуществляется перемещением указателя 1 (параметры VA1, VB1) или 2 (VA2, VB2), где VA1, VA2 - напряжение в точке К2, VB1 и VB2 - в точке К1. В данном случае указатель 1 установлен на максимальное значение напряжения, амплитуды импульсов в точках К1 и К2 равны между собой, и максимальный коэффициент перенапряжения
Выбор средств защиты от коммутационных перенапряжений
В первой главе отмечено, что в настоящее время для ограничения коммутационных перенапряжений используют либо ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН) либо RC-ограничители. Для эффективной защиты от перенапряжений ограничитель должен удовлетворять следующим условиям: Иметь уровень ограничения ниже допустимого уровня перенапряжений для защищаемого объекта. Иметь минимальную стоимость и габариты. Должен снижать скорость нарастания импульса напряжения и сглаживать частоту импульса. Эффективно ограничивать перенапряжения в диапазоне частот 1-150 кГц. Ограничитель должен быть термически устойчив в режиме однофазного замыкания на землю (ОЗЗ). Иметь большой срок эксплуатации. Далее отдельно рассматривается каждый показатель, характеризующий работу ограничителя. Современные ОГШ позволяют ограничивать коммутационные перенапряжения до уровня 2,2 - 2,4. К таким ограничителям относятся ОПН, производимые фирмами «Таврида-электрик», «Феникс-88» и рядом зарубежных фирм. Однако эксплуатация вакуумных выключателей совместно с ОПН не всегда обеспечивает безопасный уровень ограничения коммутационных перенапряжений. Особенно часто выходят из строя электродвигатели, что приводит к росту финансовых затрат на ремонт электродвигателей и кабельных линий. Существует четкая зависимость между количеством вакуумных выключателей, эксплуатируемых на промышленном предприятии, и финансовыми затратами на внеплановый ремонт электродвигателей и кабельных линий [74]. На рисунке 4.6 показаны данные зависимости для угольных разрезов Красноярского края и Иркутской области (кривая -1); для Ачинского глиноземного комбината (кривая -2) и Красноярского алюминиевого завода (кривая -3). Все вакуумные выключатели эксплуатировались совместно с опн. Коэффициент Фз показывает долю финансовых средств затраченных на неплановый ремонт электродвигателей и кабельных линий от общего количества средств, затраченных на ремонт электрооборудования. Коэффициент п показывает долю вакуумных выключателей от общего числа выключателей, находящихся в эксплуатации. В настоящее время на неплановый ремонт электродвигателей и кабельных линий на угольных разрезах тратится до 40% финансовых средств, предназначенных для ремонта электрооборудования. При этом доля вакуумных выключателей составляет 65%. Если на Ачинском глиноземном комбинате и Красноярском алюминиевом заводе доля вакуумных выключателей достигнет 65%, тогда эти предприятия на неплановый ремонт электродвигателей и кабельных линий будут тратить 28% и 24% финансовых средств, запланированных на ремонт электрооборудования. Подобные прогнозы заставляют многие предприятия замораживать программы по внедрению вакуумных выключателей. Например, к таким предприятиям относятся мощные предприятия черной металлургии: Новокузнецкий и Западно-Сибирский металлургические комбинаты [76, 40]. Это свидетельствует о том, что уровень ограничения ОПН недостаточен для эффективной защиты от перенапряжений. Тогда как эффективность RC-ограничителей, имеющих уровень ограничения (1,5 - 1,7) UH, составляет 100 %, т.е. за весь срок эксплуатации, после установки RC-ограничителей, из строя практически не вышел ни один электродвигатель [43]. В настоящее время себестоимость ОПН в 3,5 раза ниже стоимости RC-ограничителя. Реальный срок службы ОПН на угольных разрезах не превышает 1,2 года [76, 40]. Широкое внедрение RC-ограничителей началось 6 лет назад. За указанный период ни один RC-ограничитель, установленный для защиты электродвигателей, из строя не вышел, поэтому срок службы RC-ограничителей можно принять 6 лет. Кроме этого некоторые авторы [2, 60] рекомендуют использовать аппаратуру обеспечивающую контроль состояния ОПН, что увеличивает дополнительные инвестиции в проект установки ОПН. Габаритные размеры устройств оцениваются с помощью объемного коэффициента Kv, через объем, который займет устройство в ячейке выключателя. Объемы ОПН и RC-ограничителя соответственно равны 775,1 10" ми 5 891 10" м, вес ОПН и RC-ограничителя соответственно равен 1,8 кг и 5,6 кг. Вывод: ОПН возможно устанавливать для защиты новых электродвигателей и трансформаторов, имеющих заложенный срок эксплуатации пять лет, так как за этот период времени изоляция 115 электрических машин не изменит электрической прочности и сможет выдерживать уровень перенапряжений до значения 2,4 UH. В зависимости от длины кабельной линии и мощности машин, так же возможно использование ОПН при коммутациях масляным выключателем, что позволить снизить размер инвестиций.
